烟气脱硝技术介绍讲述ppt课件.ppt

1 烟气脱硝技术 SCR 介绍 2 目录 一 烟气脱硝的背景与现状1 1氮氧化物的危害与来源1 2国内NOX的排放及污染现状二 有关脱硝产业的环保法规 标准和政策2 1相关的环保法规2 2国内外烟气NOX排放标准2 3有关氮氧化物控制的措施 政策三 国内外氮氧化物控制技术研究和产业化情况3 1低NOx燃烧技术3 2烟气处理技术3 3SCR脱硝技术四 脱硝市场分析4 1国内脱硝市场现状 3 一 背景与现状 1 1氮氧化物的危害与来源1 2国内NOX排放及污染现状1 3国内脱硝产业启动的背景 4 1 1 1自然源 闪电过程 土壤中生物及非生物过程 1 1 2人为源 高温条件下的化石燃料燃烧 如电厂 冶炼厂和汽车尾气 燃烧源NOx的排放形式主要为NO 大约95 1 1氮氧化物的来源与危害 5 1 1 2危害对人体健康影响 NO2吸入对心 肝 肾都有影响 对神经系统有麻醉作用 对环境的影响 NOx在大气中 发生复杂的光化学反应 形成光化学烟雾污染 同时氮氧化物也破坏臭氧层 造成温室效应 氮氧化物在大气中最终被氧化成硝酸和硝酸盐颗粒 造成酸雨 酸性物质对酸雨的贡献为 硫酸60 70 硝酸30 6 1 2国内NOx的排放和污染现状 中国NOx排放总量中国NOx排放各行业份额 7 中国NOx排放总量 8 1997年中国NOx排放各行业份额 万吨 9 1 3中国脱硝产业化的背景 2000年国务院颁布 大气污染防治法 2003国家环保总局颁布新的 火电厂大气污染物排放标准 2005年作出了 关于落实科学发展加强环境保护的决定 10 二 脱硝产业的环保法规 标准和政策 2 1相关的环保法规2 2国内外烟气NOx排放标准2 3有关NOx控制的措施 政策 11 2 1相关的环保法规 大气污染防治法 第30条第4款规定 企业应当对燃料燃烧过程产生的氮氧化物采取控制措施 关于落实科学发展关加强环境保护的决定 中指出 以降低二氧化硫排放总量为重点 推进大气污染治理 要求制订燃煤电厂氮氧化物治理规划 开展试点示范 12 2 2中国燃煤电厂烟气NOX排放标准 mg m3 第1时段1996年建成 第2时段1997年建成 第3时段2004年建成 第2时段改扩建项目满5年后执行第3时段的排放标准 13 措施 推广低氮燃烧技术改造 新建装置采用分级燃烧技术和低NOX燃烧器 逐步要求20万千瓦及以上机组实施SCR 目前执行的排污收费 参照二氧化硫排污收费标准0 63元 kg 收费从2005年7月1日开始 政策 电厂脱硝项目的示范工程 给予一定的资助 老装置SCR改造给予国债支持 配套实施氮氧化物排放总量控制与排放交易政策 电价政策 2 3有关NOX控制的措施 政策 14 三 国内外NOx控制技术和产业化状况 3 1低NOx燃烧技术控制燃烧产生的NOx 采取的措施是 1 降低过量空气系数和氧气浓度 使煤粉在缺氧条件下燃烧 2 降低燃烧温度 防止产生局部高温区 3 缩短烟气在高温区的停留时间等 3 2烟气脱硝技术对完全燃烧后的烟道气用化学还原 物理吸附 化学吸收 生物降解的方法达到降低NOx的目的 15 3 1低NOx燃烧技术 1 低过量空气燃烧 2 空气分级燃烧 3 燃料分级燃烧 4 烟气再循环 5 低NOx燃烧器锅炉设计及制造单位在使用此类技术时具有各方面的优势 无能是新建锅炉还是老机的改造 16 低NOx燃烧技术应用 低NOX燃烧技术脱氮效率为30 60 国内应用较早的是分级燃烧技术和低NOX燃烧器 LNB 国内新建的300MW及以上火电机组已普遍采用分级燃烧技术 对现有的100 300MW机组用LNB技术改造 采用LNB技术 只需换燃烧器 燃烧系统和炉膛结构不需作大的更改 NOX的削减率约30 费用省 采用空气分级和燃料分级相结合的低NOX的燃烧技术 需对燃料粉煤的制粉系统 炉膛的送风系统和燃烧器改进 NOX的削减率为30 45 其特点是投资低 效果明显 设计难 优化摸索和改造时间较长 17 3 2烟气脱硝技术 3 2 1选择性非催化还原SNCR3 2 2选择性催化还原烟气脱硝技术SCR 3 2 3电子束法3 2 4湿法脱硝的液体吸收法3 2 5微生物净化法 18 烟气脱硝应用 SCR和SNCR脱硝技术已经非常成功地应用在工业装置 SNCR和SCR它们都是将还原剂注入烟道气中 与NOX进行选择性反应 NOX被还原成氮气和水 还原剂通常采用氨 NH3 或尿素 化学反应式为 19 20 3 2 1选择性非催化还原脱硝技术 SNCR SNCR不需催化剂 反应温度 750 1000 加入过量的氨 NH3 NOX 1 5 最佳反应温度 900 950 反应停留时间约 0 25S NOX与NH3选择性反应在锅炉的炉膛中进行 SNCR该法具有工艺简单 价格低廉的特点 但是由于还原介质与烟气的混合控制困难 氨逃逸量大 实际应用脱硝效率较SCR低 约25 40 相同的脱NOX效率30 时 SNCR装置投资费用为SCR的1 3 1 4 21 SNCR工艺喷氨示意图 燃烧器 NH3或尿素 第二喷射点 第一喷射点 第三喷射点 22 SNCR技术关键 将还原剂 氨水或无水氨 喷入炉膛内正确的位置 且随着锅炉负荷变化调整喷射位置 要求SNCR技术在设计阶段对每台对象机组实施计算机模拟分析 从而设计出随温度场变化的运行控制系统 23 3 2 2SCR技术 在催化剂钒 钛 V2O5 TiO2 或钒 钛 钨 V2O5 TiO2 WO的帮助下 NOX的选择性反应可在较低的温 250 450 下进行 加入氨 NH3 NOX 0 8 最佳反应温度375 400 催化剂的外观多制成蜂窝型或板式 该法工艺的可控性较好 实际应用脱硝效率可超过85 但是脱硝的成本约是SNCR工艺的3倍左右 催化剂上的活性中心迅速地吸附氨和气相一氧化氮 烟气的较高温度促进了氨的活性游离基的产生并为反应提供了活化能 24 脱硝效率与温度的关系 370 400 是最佳温度区 25 各种脱硝技术比较 26 SCR过程描述 省煤器旁路 在低负荷时调节进入SCR反应器前的烟气温度在375 400 SCR反应器375 400 锅炉 空气加热器 一次风机 电除尘器 省煤器 27 新增钢支架 去电除尘器 空预器 省煤器 省煤器旁路 风门 氨喷注系统 SCR反应器 氨从氨罐来 风门 SCR旁路烟道 28 吹灰器 风门 旁路烟道 空气换热器 氨喷射点 风门 热空气去锅炉 29 技术原理 SCR的化学反应原理 主反应 副反应 改进催化剂的配方的方向是降低不期望发生的副反应进行 即二氧化硫 SO2 转化为 SO3 会使烟气增加催化剂中毒 生成的硫酸铵将导致空预器和SCR催化剂的堵塞 30 三种SCR工艺的布置特点 31 应用最普遍的SCR流程 去脱硫 电除尘器 空预器 SCR反应器 氨储罐 蒸汽 压缩空气 喷氨静态混合器 32 燃煤锅炉SCR烟气脱硝工艺流程 省煤器旁路 省煤器 气态混合器 NH3喷射格栅 NH3罐 风机 氨静态混合器 SCR反应器 SCR反应器旁路 空气换热器 电除尘器 引风机 电加热汽化器 风门1 风门2 风门3 33 高尘布置的SCR工艺 省煤器旁路 SCR反应器 空气换热器 喷氨格栅 烟气去电除尘器 34 高温除尘器 SCR反应器 空气换热器 省煤器旁路 低尘布置的SCR工艺 注氨格栅 烟气去电除尘 35 二次风 换热器 收尘设备 脱硫设备 还原剂喷射格栅NH3 SCR反应器 GGH 烟道燃烧器 去烟囱 尾部布置的SCR工艺 36 37 SCR工艺主要设计操作条件及影响 38 SCR装置的主要组成 烟气系统 省煤器旁路 风门 SCR反应器旁路 反应器进出口风门储注氨系统 氨罐 电加热蒸发器 风机 气气混合器 喷氨格栅 吹灰系统 风管及阀门反应器系统 催化剂 本体及支承电控及仪表 39 SCR催化剂 蜂窝型 SCR催化剂是由高通透性的陶瓷和活性金属材料构成 在多孔的催化剂材料内部有活性中心平板式 以不锈钢网格为基材 负载上含有活性成分的载体 再压制而成波纹板 制作玻璃纤维加固的TiO2基板 再把基板放到催化剂活性液中浸泡各种催化剂活性成份均为V2O5和WO3 比表面积300 1200m2 m3催化剂的费用估算大约占SCR系统总费用的20 或更多 40 蜂窝型催化剂实物图 国际上供应的SCR催化剂的保证使用寿命为10000 30000小时 燃油和燃气装置的SCR催化剂寿命超过32000小时 SCR催化剂都含有附加组分和载体 使其具有稳定的耐热性和强度 并增加表面积 41 加一层催化剂 更换第一层 更换第二层 更换第三层 更换第四层 年 42 氨喷入格栅 43 国内SCR项目投资估算国内单位KW投资成本与脱硝率 运行费用表 44 四 国内脱硝市场分析 全国火电装机容量预测 至2005年末 全国火电总装机447GW 规划2006 2010年间新增火电装机容230GW 十五 和 十一五 仍将重点对新建电厂和大容量已建电厂建设脱硫装置 但对于在光化学污染的火电厂同步建设脱硝装置 建好示范工程 并加强NOX的排放收费制度的执行 2005年1月执行新的火电厂烟气排放标准 45 德国2004年新版国家标准 46 五 菲达SCR技术研究及与国外公司的合作 菲达公司是国家颁发的118家企